الإحتكاك

 الهدف من التجربة :

تحقيق قوانين الاحتكاك وحساب معاملات الاحتكاك الحركي والساكن.

الأدوات المستخدمة :

مسار متغير الميل، عربة، حامل أثقال، أثقال مختلفة.

نظرية التجربة :

M

m

T 

mg

Mg

FN

Fm= m FN

T

تتناسب قوة الاحتكاك  لجسم كتلته موضوع على سطح طرديا مع القوة التي يضغط بها الجسم على السطح. ويسمى ثابت التناسب معامل الاحتكاك. إذا كان الجسم ساكناً فإن الاحتكاك الساكن يحافظ على ثبات الجسم عند تأثير أي قوة خارجية. وإذا زادت القوة الخارجية عن حد معين يتعسر على قوة الاحتكاك مقاومتها فيتحرك الجسم من مكانه، لكن قوة الاحتكاك الحركي تظل تعارض حركة الجسم بسبب خشونة السطح.

 

عند سكون الجسم تكون قوة الاحتكاك سكونية

 

حيث هي قوة رد فعل السطح للجسم, و معامل الاحتكاك السكوني.

و أثناء حركة الجس متكون قوة الاحتكاك حركية

 

حيث معامل الاحتكاك الحركي.

 

أولا :قياس معامل الاحتكاك الحركي

عندما يوضع جسم على طاولة أفقية ويؤثر عليه بقوة خارجية فإن الجسم يتحرك. وينص قانون نيوتن الثاني على أن تسارع الجسم يتناسب طرديا مع محصلة القوى المؤثرة عليه. فإذا تم التحكم بالقوة الخارجية حتى تلغي تأثير قوة الاحتكاك تصبح محصلة القوى صفرا وبالتالي فإن تسارع الجسم يكون صفرا أيضا وعندها يسير الجسم بسرعة منتظمة. وتصبح معادلات القوى (بإهمال وزن البكرة والخيط):

 

                                                 

 

حيث مجموع كتلة الأثقال المعلقةوحامل الأثقال و كتلة العربة والأثقال المحمولة عليها.

ومنه يصبح معامل الاحتكاك الحركي:

 

                                                         

 

ثانيا :قياس معامل الاحتكاك السكوني

M

FN

Fm= m FN

Mg Sin q

Mg

Mg Cos q

q

q

لقياس قيمة معامل الاحتكاك الساكن عند بداية حركة الجسم، يوضع الجسم على السطح الأفقي ويتم تغيير زاوية ميل السطح حتى ينزلق الجسم الساكن وتسمى الزاوية التي يبدأ الجسم عندها بالإنزلاق الزاوية الحرجة.

 

 

 

 

 

 

 

 

عند بداية إنزلاق الجسم تكون معادلات القوى :

          حيث  هي الزاوية التي يميل بها السطح على المحور الأفقي عند بداية الإنزلاق.

 

          ومنه يصبح معامل الاحتكاك السكوني:

 

    

خطوات العمل :

1-       احسب كتلة العربة.

2-   أجعل المستوى المائل (سطح طاولة الاحتكاك) في وضع أفقي بضبط الزاوية على الصفر، يمكن الاستعانة بالميزان المائي للتأكد من ذلك.

3-       ضع العربة على المستوى الأفقي (سطح طاولة الاحتكاك) ثم صلها بطرف خيط يمر على البكرة الصغيرة معلق به حامل الأثقال.

4-   أضف كتل تدريجياً حتى تتغلب على الاحتكاك السكوني (أدفع العربة بيدك قليلاً)  ويصبح دور () هو التغلب على الاحتكاك الحركي.

5-   كرر الخطوة السابقة بإضافة الكتلة 500جم إلى كتلة العربة ثم كررها مرة أخرى بإضافة الكتلة 1000جم على كتلة العربة وعين  في كل مرة.

6-       سجل هذه النتائج وأحسب  لكل حالة ثم أحسب متوسط القياسات.

7-       قم برسم العلاقة بين  و   بيانياً وأحسب  بيانياً بحساب ميل الخط المستقيم.

8-   لقياس معامل الاحتكاك السكوني، إبدأ بفك المستوى المائل (سطح طاولة الاحتكاك) من الوضع الأفقي ثم ضع العربة فارغة في أعلى السطح وأبدأ ببطء شديد في زيادة الزاوية حتى تبدأ العربة بالانزلاق وسجل الزاوية .

9-       كرر قياس  ثلاث مرات واحسب متوسط القياسات.

10-   احسب الفرق بين  و .

النتائج:

(kg)

(kg)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                  ،(حسابيا)

                                                                                                                   ،(بيانيا)

 

نوع قاعدة العربة

 

 

 

 

 

 

 

 


للخلف                                                                       الصفحة الرئيسة